Si tenemos un motor de inducción trifásico de 600A, 400V AC con un VFD. ¿Existe alguna técnica para alimentarlo con una gran acu/batería o un generador? Esto es para utilizarlo cuando no hay electricidad o no hay red eléctrica alrededor. ¿Alguna idea o ejemplo de la industria?
Respuestas
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Stephen Collings
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Hay un par de maneras de alimentar un VFD durante una interrupción. La que tenga más sentido depende de los detalles de su aplicación. En particular, ¿cuánto tiempo necesita funcionar durante un corte de energía?
Si necesitas sobrevivir a un apagón de duración indefinida, necesitas un generador, y punto. Cualquier generador debería estar bien, aunque tendrás que dimensionarlo para tener en cuenta el contenido armónico del VFD. Tampoco podrá utilizar el frenado regenerativo de la línea a menos que haya otras cargas en el generador que consuman la energía.
Ahora bien, si necesitas funcionar exclusivamente con el generador, y nunca tienes una línea eléctrica, estás acabado. Sin embargo, si necesitas poder alternar entre la red eléctrica y un generador, tienes más problemas que tener en cuenta. Todos los generadores tienen un tiempo de giro lo suficientemente largo como para que el VFD se desconecte antes de poder conmutar. Así que necesitas un suministro para durante ese cambio. Eso tiene que ser baterías o condensadores, y probablemente un regulador de voltaje de algún tipo.
Hay dos enfoques básicos. Uno es un SAI de algún tipo, que emite CA. Puedes conseguir un SAI de doble conversión, que alimenta la carga todo el tiempo. O puedes conseguir un SAI multimodo, en el que la carga se alimenta de la red eléctrica hasta que se produce una perturbación, momento en el que el SAI toma el relevo.
Sin embargo, si todo lo que está respaldando es un VFD, un SAI no es la mejor solución. La mayoría de los VFD (especialmente en la escala de potencia de la que hablas) tienen terminales para aceptar una entrada de CC. Una cadena de baterías con un regulador de tensión puede alimentar con corriente continua esos terminales. Esto permite una transferencia completamente sin obstáculos, menos componentes y una mayor eficiencia en espera. También es una solución completamente paralela, que es intrínsecamente más fiable.
Mi empresa fabrica sistemas de este tipo, incluyendo almacenamiento, cargadores y reguladores. Podemos soportar cualquier rango de potencia que necesite, durante cualquier duración requerida. Póngase en contacto con nosotros en www.bonitron.com y le ayudaremos.
(Como nota a pie de página, hay casos en los que las baterías no son el mecanismo de almacenamiento preferido. Los altos voltajes, las altas potencias y las cortas duraciones de las interrupciones se prestan más a los ultracondensadores. Para necesidades energéticas muy bajas, los condensadores electrolíticos simples pueden ser adecuados. En los casos en los que se requiera un frenado eficiente y la eliminación de las interrupciones, un banco de ultracondensadores directamente en el bus, sin regulador intermedio, puede ser lo más apropiado. Hay muchas variaciones posibles).
alinani10
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Un VFD no necesita un controlador de enlace de CC, ya que realiza su propia regulación de tensión y corriente. Dependiendo del control de limitación de la corriente de carga en el VFD, es posible que tenga que añadir un limitador de corriente de carga si utiliza baterías. Eso podría ser una resistencia en serie que se cortocircuita después de que las baterías se han cargado inicialmente.
Las pilas se encuentran dondequiera que se vendan pilas. Hay que construir un banco de baterías que pueda suministrar el voltaje, la corriente y la capacidad de almacenamiento necesarios. También tienen que ser adecuadas para cualquier ciclo de carga y descarga que desee, teniendo en cuenta la vida útil de la batería que es aceptable y el coste.
Ejemplos de la industria
Hay varias situaciones en las que se requiere el recorrido de los cortes de energía. Dependiendo del nivel de potencia y del tiempo de recorrido, se pueden utilizar grupos electrógenos o acumuladores de energía. Como alternativa a las baterías, se ha utilizado la inercia rotativa. El almacenamiento de energía inductiva o capacitiva es otra alternativa, pero sólo es adecuada para proporcionar el tiempo suficiente para cambiar a una alimentación alternativa o ejecutar una parada ordenada. Los VFD contienen suficiente almacenamiento de energía capacitiva para cumplir con sus propios requisitos de apagado ordenado. A veces es suficiente para cumplir con los requisitos de apagado o transferencia externos.
J. Raefield
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Utilizar las baterías para un motor de 600 A (suponiendo que sea de 400 kW) durante un periodo de tiempo determinado no es práctico, pero se pueden utilizar las baterías para "pasar" el tiempo que tarda un interruptor de transferencia automática en detectar la pérdida de red, arrancar el generador, esperar a que se estabilice y transferir la energía. En algo tan grande, eso sería probablemente al menos 2 minutos, así que para estar seguro, yo diría 5 minutos.
El voltaje de la batería debe estar en el nivel de voltaje del bus de CC, por lo que si el VFD es de 400V el voltaje de su batería terminal debe ser de al menos 564VDC. Usando celdas de 12V, eso equivale a 47 en una cadena en serie. Entonces, para suministrar 600A durante, digamos, 5 minutos, está buscando aproximadamente 50Amp-Hrs de capacidad, lo cual es factible. Pero piensa en 47 baterías en un bastidor, va a ser grande y necesitará un mantenimiento constante. Si utilizas baterías de litio u otro tipo de tecnología, el coste de esa cantidad de energía es considerable. Hay que quererla de verdad. Lo que la mayoría de la gente hace es dejar que el VFD se apague durante la transición y volver a encenderlo después de que el generador entre en funcionamiento.
